TESS menemukan sebuah planet seukuran Mars tetapi dengan susunan Merkurius – Majalah Time.com

Planet periode ultra-pendek adalah dunia kecil dan padat yang mengitari bintangnya dari jarak dekat, menyelesaikan orbitnya — dan satu tahun yang panas — dalam waktu kurang dari 24 jam. Bagaimana planet-planet ini muncul dalam konfigurasi ekstrem seperti itu adalah salah satu misteri yang terus berlanjut dalam ilmu eksoplanet.

Kini, para astronom telah menemukan planet ultra-short-period (USP) yang juga super ringan. Planet ini bernama GJ 367 b, dan mengorbit bintangnya hanya dalam waktu delapan jam. Planet ini seukuran Mars, dan setengah dari massa Bumi, menjadikannya salah satu planet paling ringan yang ditemukan hingga saat ini.

Mengorbit bintang terdekat yang berjarak 31 tahun cahaya dari matahari kita sendiri, GJ 367 b cukup dekat sehingga para peneliti dapat menentukan sifat-sifat planet yang tidak mungkin dilakukan dengan USP yang terdeteksi sebelumnya. Misalnya, tim menentukan bahwa GJ 376 b adalah planet berbatu dan kemungkinan mengandung inti padat besi dan nikel, mirip dengan interior Merkurius.

Karena kedekatannya yang ekstrem dengan bintangnya, para astronom memperkirakan GJ 376 b meledak dengan radiasi 500 kali lebih banyak daripada yang diterima Bumi dari matahari. Akibatnya, siang hari planet ini mendidih hingga 1.500 derajat Celcius. Di bawah suhu ekstrem seperti itu, atmosfer substansial apa pun akan lama menguap, bersama dengan tanda-tanda kehidupan, setidaknya seperti yang kita ketahui.

Tetapi ada kemungkinan bahwa planet ini memiliki pasangan yang layak huni. Bintangnya adalah katai merah, atau katai M — sejenis bintang yang biasanya menampung banyak planet. Penemuan GJ 367 b di sekitar bintang semacam itu menunjukkan kemungkinan adanya lebih banyak planet dalam sistem ini, yang dapat membantu para ilmuwan memahami asal-usul GJ 376 b dan planet periode ultra-pendek lainnya.

“Untuk kelas bintang ini, zona layak huni akan berada di suatu tempat di dekat orbit selama sebulan,” kata anggota tim George Ricker, ilmuwan peneliti senior di Kavli Institute for Astrophysics and Space Research MIT. “Karena bintang ini sangat dekat, dan sangat terang, kami memiliki peluang bagus untuk melihat planet lain di sistem ini. Sepertinya ada tanda yang mengatakan, ‘Lihat di sini untuk planet ekstra!’”

Hasil tim muncul di jurnal Sains. Studi ini dipimpin oleh para peneliti dari Institute of Planetary Research di German Aerospace Center, bekerja sama dengan sekelompok peneliti internasional, termasuk rekan penulis MIT Ricker, Roland Vanderspek, dan Sara Seager.

Tes transit

Planet baru itu ditemukan oleh Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) NASA, sebuah misi yang dipimpin MIT, di mana Ricker adalah penyelidik utamanya. TESS memantau langit untuk perubahan kecerahan bintang terdekat. Para ilmuwan melihat melalui data TESS untuk transit, atau penurunan periodik dalam cahaya bintang yang menunjukkan sebuah planet sedang melintas dan secara singkat menghalangi cahaya bintang.

Selama sekitar satu bulan pada tahun 2019, TESS merekam sepetak langit selatan yang mencakup bintang GJ 376. Para ilmuwan di MIT dan di tempat lain menganalisis data, dan mendeteksi objek transit dengan orbit ultra-pendek, delapan jam. Mereka menjalankan beberapa tes untuk memastikan sinyal itu bukan dari sumber “positif palsu” seperti bintang biner gerhana latar depan atau latar belakang.

Setelah memastikan bahwa objek tersebut memang planet periode ultra-pendek, mereka kemudian mengamati bintang planet tersebut lebih dekat, menggunakan High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), sebuah instrumen yang dipasang pada teleskop European Southern Observatory di Chili.

Dari pengukuran ini, mereka menentukan planet tersebut sebagai salah satu planet paling ringan yang ditemukan hingga saat ini, dengan radius 72 persen, dan massa 55 persen, dari Bumi. Dimensi seperti itu menunjukkan bahwa planet ini kemungkinan memiliki inti yang kaya zat besi.

Para peneliti kemudian mengurangi berbagai kemungkinan komposisi interior planet dan menemukan skenario yang paling sesuai dengan data yang menunjukkan bahwa inti besi kemungkinan membentuk 86 persen interior planet, mirip dengan susunan Merkurius.

“Kami menemukan planet seukuran Mars yang memiliki komposisi Merkurius,” kata Vanderspek, ilmuwan peneliti utama di MIT. “Ini salah satu planet terkecil yang terdeteksi hingga saat ini, dan berputar di sekitar katai M pada orbit yang sangat ketat.”

Ketika para ilmuwan terus mempelajari GJ 367 b dan bintangnya, mereka berharap dapat mendeteksi sinyal dari planet lain dalam sistem. Sifat-sifat planet ini — seperti jarak dan orientasi orbitnya — dapat memberikan petunjuk tentang bagaimana GJ 367 b dan planet periode ultra-pendek lainnya terbentuk.

“Memahami bagaimana planet-planet ini begitu dekat dengan bintang induknya adalah sedikit cerita detektif,” kata anggota tim TESS Natalia Guerrero. “Mengapa planet ini kehilangan atmosfer luarnya? Bagaimana itu bergerak mendekat? Apakah proses ini damai atau penuh kekerasan? Mudah-mudahan sistem ini akan memberi kita sedikit lebih banyak wawasan.”

Ditulis oleh Jennifer Chu

Sumber: Institut Teknologi Massachusetts